Ciągły rozwój technologiczny, innowacyjność rozwiązań wpływa nie tylko na zmiany w procesach produkcyjnych i technologicznych, ale w coraz większym stopniu kształtuje nasze życie codzienne. Wkraczający w nasze życie Internet Rzeczy umożliwia nie tylko ciągły nadzór tych procesów lecz także całego łańcucha wartości obejmującego nie tylko projektowanie, badanie i rozwój i funkcje produkcyjne, ale także zaopatrzenie w surowce, marketing i dystrybucję z uwzględnieniem potrzeb dostawców surowców, nabywców końcowych, wsparcia technicznego, biznesowego i finansowego. Dlatego dziś trzeba szybko rozpoznać potrzeby klienta, zaprojektować, wyprodukować i wprowadzić na rynek produkt jednocześnie dbając o jego wysoką jakość i niezawodność, ale także o optymalizację kosztów jego wytwarzania. Niezbędne do tego są nowoczesne systemy informatyczne i oprogramowanie, takie jak systemy CAD/CAM.
Systemy CAD w optymalizacji produkcji
Systemy CAD (ang. Computer Aided Design) to oprogramowanie, którego celem jest stworzenie wirtualnego obrazu 3D istniejącego lub projektowanego obiektu i dokumentacji technicznej oraz przekazanie do oprogramowania CAM (ang. Computer Aided Manufacturing) informacji niezbędnych do wygenerowania procesów wytwarzania elementów przez urządzenia sterowane numerycznie CNC (ang. Computerized Numerical Control). Systemy CAD wykorzystują modelowanie bryłowe i powierzchniowe. Większość programów CAD to narzędzia uniwersalne, ale zdarzają się wersje programów przystosowanych do projektowania w określonej dziedzinie (np. meblarstwo) oferujących przy tym rozbudowane bazy typowe dla danej branży, podstawowych elementów przydatnych w procesie projektowania.
Model 3D może powstawać na wiele sposobów. Można go utworzyć skanując istniejący produkt, wykorzystać (importować) stworzony wcześniej, nawet w innym systemie CAD, podobny produkt. Pozwala to znacznie skrócić czas projektowania. Jednak najczęściej projektowanie modelu 3D polega na tworzeniu modelu przez złożenie prostych brył lub powierzchni w jedną całość korzystając z bibliotek bardziej lub mniej złożonych elementów oraz wcześniej stworzonych modeli. Dalsze projektowanie to przekształcanie poszczególnych elementów modelu do wcześniej założonych kształtów i wymiarów.
Ten sam model 3D można uzyskać na wiele sposobów, jednak nie każdy z nich jest jednakowo optymalny pod kątem wytwarzania, a czasem wręcz niewykonalny. Dlatego należy modyfikować sprawdzone wcześniej projekty oraz modyfikować.
Optymalizacja produkcji w systemach CAM
Rolą systemów wspomagania wytwarzania CAM jest generowanie programów wykonawczych dla obrabiarek sterowanych numerycznie na podstawie informacji o modelu 3D dostarczonych przez oprogramowanie CAD oraz wykorzystanie postprocesorów, czyli gotowych aplikacji przekładających ścieżki narzędzia na program obróbkowy, dostosowanych do wybranej maszyny i bazy danych technologii dostarczanych przez producentów maszyn.
Programista CAM może dokonywać wyboru strategii procesów wykonawczych, doboru narzędzi, ścieżki narzędzia. Wiele z tych zadań może być zautomatyzowanych, co znacznie skraca czas programowania. Nowoczesne oprogramowanie CAM umożliwia symulację procesów wykonawczych na maszynach CNC, co pozwala wyeliminować kolizje, awarie i przestoje, a także optymalizować ścieżkę narzędzia. Przy okazji unika się zużycia lub uszkodzenia materiałów i narzędzi na etapie testowania programów dla CNC. Zmiana strategii, ścieżki lub rodzaju i parametrów narzędzia pozwala zoptymalizować proces wytwarzania pod kątem czasu wykonania poszczególnych operacji, ekonomicznego wykorzystania narzędzi przez dobór parametrów pracy, jak prędkość posuwu narzędzia, grubość wióra, itp.
Zintegrowane systemy CAD/CAM – klucz do optymalizacji produkcji
Coraz większe możliwości zarówno samych systemów CAD/CAM, jak i urządzeń CNC stwarzają coraz większą potrzebę ich integracji w celu pełniejszej wymiany informacji i wzajemnego oddziaływania na każdym etapie procesu produkcji od projektowania po wykonanie produktu. Zintegrowany system CAD/CAM umożliwia dwukierunkową komunikację pomiędzy systemami CAM i CAD dzięki czemu modyfikacje dokonywane w systemie CAM wpływają na modyfikację modelu 3D stworzonego w systemie CAD, a zmiany dokonywane w systemie CAD powodują automatyczną zmianę programu wykonawczego generowanego przez program CAM.
Sprawdź oprogramowanie CAM dla Przemysłu 4.0
hyperMILL to profesjonalne oprogramowanie CAM
Nasycone coraz większą liczbą czujników i urządzeń pomiarowych obrabiarki CNC mogą już w trakcie produkcji dostarczać dane dotyczące temperatury narzędzia i obrabianego materiału oraz stopnia zużycia narzędzia wymuszając zmiany w programie generowanym przez oprogramowanie CAM. Zmiany te mogą dotyczyć zarówno strategii obróbki, kształtu ścieżki i wielkości narzędzia, prędkości jego posuwu i innych parametrów skrawania, co z kolei może wpływać na zmiany konstrukcyjne modelu 3D.
Zintegrowane systemy CAD/CAM umożliwiają optymalizację modelu, procesów wytwarzania, kosztów wytwarzania i ogólnie kosztów całego procesu oszczędzając czas realizacji poszczególnych etapów oraz eliminację przestojów i awarii. To wszystko wpływa na wzrost mocy produkcyjnych oraz efektywne zużycie materiałów i narzędzi. Zapewnia też powtarzalność procesu i ułatwia tworzenie nowych w oparciu o sprawdzone już rozwiązania.
